月球的起源與早期演化一直是行星科學(xué)領(lǐng)域的重要課題。盡管學(xué)術(shù)界普遍認(rèn)為，月球的形成源于太陽系早期的一次巨大撞擊事件，但具體形成時間仍存在諸多爭議。針對這一難題，中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所的科研團(tuán)隊開展了深入研究，為解開月球形成之謎提供了新的線索。

研究團(tuán)隊以月海玄武巖為研究對象，結(jié)合U-Pb同位素體系和月球巖漿洋演化模型展開分析。由于月球早期巖漿洋處于高溫、充分熔融且混合均勻的狀態(tài)，可視為同位素達(dá)到平衡的儲庫。當(dāng)月幔源區(qū)快速結(jié)晶時，對于長半衰期體系而言，其同位素體系可視為達(dá)到平衡，這一觀點在Sm-Nd體系研究中已得到驗證。

基于上述認(rèn)識，科研人員提出假設(shè)：不同月海玄武巖源區(qū)均由巖漿洋階段演化而來，且具有相同的初始Pb同位素組成。這種初始組成不僅記錄了從月球形成到月海玄武巖源區(qū)形成階段放射成因Pb的累積信息，還成為后續(xù)玄武巖源區(qū)演化的起點。通過計算玄武巖源區(qū)形成時的Pb比值，研究團(tuán)隊成功建立了月海玄武巖樣品與月球早期演化之間的聯(lián)系，進(jìn)而利用這些樣品的Pb同位素數(shù)據(jù)反演月球的形成時間。

在具體研究過程中，科研人員對已報道的約40個月球玄武巖樣品進(jìn)行了嚴(yán)格篩選，最終選取4個符合條件的樣品，并結(jié)合蒙特卡洛模擬開展誤差傳遞分析。分析結(jié)果顯示，月球最可能的形成時間為4516+21/-18百萬年前；月海玄武巖源區(qū)達(dá)到鉛同位素均一化的時間為4377+57/-27百萬年前，巖漿洋μ1值為405+59/-66。這一數(shù)據(jù)表明，月球形成與月幔源區(qū)重新達(dá)到鉛同位素均一化之間相隔約1.4億年，暗示月球早期內(nèi)部可能經(jīng)歷了復(fù)雜的熱演化過程。

該研究不僅為約束月球形成時間提供了重要依據(jù)，還提出了新的研究方法?？蒲腥藛T指出，對于缺少傳統(tǒng)定年礦物的月海玄武巖碎屑，可以利用其初始鉛同位素組成計算年齡，這一發(fā)現(xiàn)拓展了月球樣品年代學(xué)的研究手段，為未來相關(guān)研究提供了新的思路。